[发明专利]车辆制动盘温度预测方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种车辆制动盘温度预测方法、装置、电子设备及存储介质，其中，该方法包括：基于预定规则将制动盘划分为摩擦环部分和散热筋部分，其中，所述摩擦环部分包括：多个摩擦环微元，所述散热筋部分包括：多个散热筋微元；获取车辆制动过程中所述制动盘的热载荷随时间变化的热载荷‑时间关系；基于有限差分原理，根据所述制动盘的物性参数、各微元的结构参数以及所述热载荷‑时间关系确定所述摩擦环部分和散热筋部分中各微元的热传导功率、对流散热功率和辐射散热功率；基于雅克比矩阵，根据所述各微元的热传导功率、辐射散热功率和对流散热功率对所述制动盘温度进行预测。通过本发明，可以更准确、更高效地预测制动盘温度。

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，具体涉及一种车辆制动盘温度预测方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

现有轨道车辆的基础制动方法主要包括踏面制动和盘式制动，其中，盘式制动依据安装位置的区别可以分为轮装制动盘和轴装制动盘。轨道车辆的纯空气制动过程是将车辆动能转化为热能的过程。当采用盘式制动时，制动热载荷主要由制动盘承担，在制动过程中，盘体温度快速上升，制动结束后，盘体温度逐步下降。若制动盘温度超过需用范围时，则会对制动盘结构及紧固件造成破坏，影响车辆运行安全。

现有的制动盘温度预测主要依靠三维有限元方法实现：(1)将制动盘结构离散为有限个三维单元；(2)将车辆运行工况、制动热载荷输入模型；(3)依据最小势能原理获取方程，求解各单元节点温度；(4)利用单元形状函数描述各单元内部温度分布。目前在轨道车辆设计阶段，该方法在轮装制动盘和轴装制动盘的热容量校核中有较好应用。

但是，现有方法的主要缺点在于计算效率低、计算成本高。在车辆制动策略优化设计中，需要对制动控制参数进行多次迭代，每一次迭代均需要对制动盘温度进行预测分析，要求制动盘温度预测方法具有较高的计算效率。在车载制动盘健康管理系统中，计算资源受到限制，要求制动盘温度预测方法具备计算经济性。对于以上制动盘温度预测需求，现有方法已不能满足实际需要。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种车辆制动盘温度预测方法、装置、电子设备及存储介质，以解决上述提及的至少一个问题。

根据本发明的第一方面，提供一种车辆制动盘温度预测方法，所述方法包括：

基于预定规则将制动盘划分为摩擦环部分和散热筋部分，其中，所述摩擦环部分包括：多个摩擦环微元，所述散热筋部分包括：多个散热筋微元；

获取车辆制动过程中所述制动盘的热载荷随时间变化的热载荷-时间关系；

基于有限差分原理，根据所述制动盘的物性参数、各微元的结构参数以及所述热载荷-时间关系确定所述摩擦环部分和散热筋部分中各微元的热传导功率、对流散热功率和辐射散热功率；

基于雅克比矩阵，根据所述各微元的热传导功率、辐射散热功率和对流散热功率对所述制动盘温度进行预测。

根据本发明的第二方面，提供一种车辆制动盘温度预测装置，所述装置包括：

制动盘划分单元，用于基于预定规则将制动盘划分为摩擦环部分和散热筋部分，其中，所述摩擦环部分包括：多个摩擦环微元，所述散热筋部分包括：多个散热筋微元；

热载荷-时间关系获取单元，用于获取车辆制动过程中所述制动盘的热载荷随时间变化的热载荷-时间关系；

预测信息确定单元，用于基于有限差分原理，根据所述制动盘的物性参数、各微元的结构参数以及所述热载荷-时间关系确定所述摩擦环部分和散热筋部分中各微元的热传导功率、对流散热功率和辐射散热功率；

预测单元，用于基于雅克比矩阵，根据所述各微元的热传导功率、辐射散热功率和对流散热功率对所述制动盘温度进行预测。